一种锆合金表面处理剂及表面微孔处理方法技术

本发明专利技术涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种锆合金表面处理剂及表面微孔处理方法，包括试剂A和试剂B，所述试剂A包括如下重量份的原料：磷酸盐10

【技术实现步骤摘要】
一种锆合金表面处理剂及表面微孔处理方法


[0001]本专利技术涉及金属材料表面处理
，具体涉及一种锆合金表面处理剂及表面微孔处理方法。

技术介绍

[0002]锆合金是锆或其他金属的固溶体。锆具有非常低的热中子吸收截面，高硬度，延展性和耐腐蚀性。目前锆合金与热逆性树脂的结合完全依赖锆合金构件的结构设计，当热塑性树脂注入通过各种倒扣等抓胶，形成一体化。
[0003]而锆合金在进入生产线进行表面处理前的第一道工序就是脱脂，锆合金表面接触到油脂或污染物后，会阻碍其表面与处理溶液的充分接触，不能得到润湿均匀的清洁表面；若油脂或污染物带入后续的处理溶液，将会破坏溶液的组成，对铝材形成二次污染。目前市场上适合锆合金用的脱脂剂，传统的大多含有强酸或强碱性，虽然清洗效果很好，但对工件有一定的腐蚀性，在锆合金表面形成一层致密氧化膜，导致锆合金表面无微孔结构，在后续注塑时树脂也无法进入金属表面；锆合金与塑胶之间无法紧密结合，存在有缝隙，在有气密要求和防水要求的产品时无法满足需求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种锆合金表面处理剂，该锆合金表面处理剂中的试剂A不含有强酸、强碱等腐蚀性物质，可将锆合金钝化膜完全除去，直达金属基体，便于后续对锆合金表面进行微孔处理，而其中的试剂B可以在锆合金表面微孔处理后对应锆合金表面进行敷膜形成保护层便于在后续注塑加工阶段，将热塑性树脂通过高温高压注入微微孔内解决目前锆合金与塑胶之间无法紧密结合，存在有缝隙，在有气密要求和防水要求的产品时无法满足需求的弊端。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种锆合金表面微孔处理方法，该锆合金表面微孔处理方法简单高效，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种锆合金表面处理剂，包括试剂A和试剂B，所述试剂A包括如下重量份的原料：磷酸盐10
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30份、碳酸盐5
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10份、螯合剂0.1
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3份、增溶剂1
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5份和十二烷基硫酸钠1
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5份，所述增溶剂为增溶剂H66；
[0007]所述试剂B包括如下重量份的原料：乙烯基磷酸酯1
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5份、水性聚氨脂5
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10份、聚乙烯醇1
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3份和磷酸二乙脂10
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15份；试剂A和试剂B配合使用，使用时先用试剂A对锆合金表面处理剂，之后在微孔处理后采用试剂B对锆合金表面进行覆膜，试剂A和试剂B的用量根据时间需求称取。
[0008]本专利技术中锆合金表面处理剂中的试剂A不含有强酸、强碱等腐蚀性物质，可将锆合金钝化膜完全除去，直达金属基体，便于后续对锆合金表面进行微孔处理，其中采用的十二烷基硫酸钠为亲水基表面活性剂，起到湿润、渗透、增溶的作用，可以显著降低溶液的表面张力，使试剂A润湿和铺展在金属表面。而其中的试剂B可以在锆合金表面微孔处理后对应
锆合金表面进行敷膜形成保护层便于在后续注塑加工阶段，将热塑性树脂通过高温高压注入微微孔内解决目前锆合金与塑胶之间无法紧密结合，存在有缝隙，在有气密要求和防水要求的产品时无法满足需求的弊端。
[0009]优选的，所述磷酸盐是由磷酸钠、焦磷酸钠和三聚磷酸钠按照重量比为0.6
‑
1.0:0.4
‑
0.8:0.1
‑
0.5组成的混合溶液。优选的，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或多种。
[0010]本专利技术中磷酸盐采用上述比例的原料组成，可协同三者的各自的优异性能，综合提升试剂A对锆合金表面的处理效果；同时可协同碳酸盐将油脂分散到水中脱离金属表面实现对锆合金表面的高效处理。
[0011]优选的，所述螯合剂为柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸中的一种或多种。更优选的，所述螯合剂是由柠檬酸钠、葡萄糖酸钠和乙二胺四乙酸按照重量比为0.6
‑
1.0:0.1
‑
0.5:0.4
‑
0.8组成的混合溶液。
[0012]本专利技术还提了一种锆合金表面微孔处理方法，包括如下步骤：
[0013]1)取待处理锆合金，用试剂A对锆合金表面进行清洗处理，备用；清洗时的温度为70
‑
90℃，清洗处理8
‑
16min；
[0014]2)将经步骤1)处理后的锆合金置于浓度90
‑
110g/L的NaOH溶液中处理1
‑
3min，备用；
[0015]3)将经步骤2)处理后的锆合金置于预处理液中进行预处理，备用；预处理时的温度为20
‑
30℃，处理时间为20
‑
30s；
[0016]4)将经步骤3)处理后的锆合金放入温度为30
‑
40℃电解液中，以石墨板作为阴极、锆合金作为阳极通电流密度为0.01
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0.5A/cm2的直流电进行电解氧化处理，得到表面含有微孔的锆合金；所述阴极的负电流密度为5
‑
30A/cm2；
[0017]5)将经步骤4)处理后的锆合金放入温度为25
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45℃的试剂B中浸泡3
‑
5min，之后将处理过的锆合金置于150
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180℃的烤箱中烘烤10
‑
15min，得到含有涂层的微孔锆合金。
[0018]本专利技术中的处理工艺通过对锆合金表面的化学腐蚀，增加锆合金表面的粗糙度，以增加合金表面与塑胶结合的面积，再通过电化学处理，在金属表面产生微孔，热塑性树脂通过高温高压注入微孔中，通过这种物理结合，使得锆合金与热塑性树脂形成一体，同时在微孔形成后加入涂层，涂层通过高温烧烤后与金属紧密结合在一起，涂层存在于锆合金微孔的内部和表面，且涂层在注塑时也能与树脂很好的结合，最终形成金属表面
‑
涂层
‑
树脂相互结合，继续加强锆合金与树脂的结合力。
[0019]优选的，步骤3)中，所述预处理液为浓度为60
‑
80g/L的硫酸溶液和浓度为45
‑
65g/L的氟化氢铵的混合比为0.6
‑
1.0:0.8
‑
1.2组成的混合物。
[0020]本专利技术中采用上述浓度的硫酸溶液和氟化氢铵对锆合金表面进行化学腐蚀，增加锆合金表面的粗糙度，以增加合金表面与塑胶结合的面积。
[0021]优选的，步骤4)中，所述电解液为浓度为110
‑
120g/L的硫酸溶液、110
‑
120g/L的磷酸溶液、0.5
‑
2g/L的偏硅酸钠溶液和1
‑
10g/L的柠檬酸溶液按照重量比为0.8
‑
1.2:0.6
‑
1.0:0.4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锆合金表面处理剂，其特征在于：包括试剂A和试剂B，所述试剂A包括如下重量份的原料：磷酸盐10
‑
30份、碳酸盐5
‑
10份、螯合剂0.1
‑
3份、增溶剂1
‑
5份和十二烷基硫酸钠1
‑
5份；所述试剂B包括如下重量份的原料：乙烯基磷酸酯1
‑
5份、水性聚氨脂5
‑
10份、聚乙烯醇1
‑
3份和磷酸二乙脂10
‑
15份。2.根据权利要求1所述的一种锆合金表面处理剂，其特征在于：所述磷酸盐是由磷酸钠、焦磷酸钠和三聚磷酸钠按照重量比为0.6
‑
1.0:0.4
‑
0.8:0.1
‑
0.5组成的混合溶液。3.根据权利要求1所述的一种锆合金表面处理剂，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种锆合金表面处理剂，其特征在于：所述螯合剂为柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸中的一种或多种。5.一种锆合金表面微孔处理方法，其特征在于：包括如下步骤：1)取待处理锆合金，用权利要求1
‑
4任一项所述的锆合金表面处理剂中的试剂A对锆合金表面进行清洗处理，备用；2)将经步骤1)处理后的锆合金置于浓度90
‑
110g/L的NaOH溶液中处理1
‑
3min，备用；3)将经步骤2)处理后的锆合金置于预处理液中进行预处理，备用；预处理时的温度为20
‑
30℃，处理时间为20
‑
30s；4)将经步骤3)处理后的锆合金放入温度为30
‑
40℃电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈润毅，
申请(专利权)人：东莞市润纳实业有限公司，
类型：发明
国别省市：